桑托斯盆地盐下孤立碳酸盐台地沉积建造与深水大油田

针对桑托斯被动陆缘盆地深水盐下碳酸盐岩储层分布特征及大油田成藏规律不清的难题,综合利用地质、地震及岩心等数据资料,通过早白垩世原型盆地与岩相古地理恢复重建,提出盐下碳酸盐岩沉积建造受控于坳间断隆型和坳中断凸型两类孤立台地。坳间断隆型孤立台地分布于现今盐下坳间隆起带上,建造于早期陆内和陆间裂谷两个原型阶段继承性发育的单断式和双断式垒式断块上,早白垩世陆内裂谷晚期沉积的ITP组介壳灰岩和陆间裂谷早期沉积的BVE组微生物灰岩为连续建造;坳中断凸型孤立台地分布于现今盐下坳陷带中,建造于早期陆内裂谷原型阶段火山岩建隆所形成的凸起带上,发育BVE组微生物灰岩。两类孤立台地灰岩所形成礁滩体均具有储层厚度大、物性好的特点。结合盐下已发现大油田解剖,发现两类台地均可形成大型构造-岩性复合圈闭,周缘为优质湖相和潟湖相烃源岩环绕,上覆为巨厚的优质蒸发盐岩盖层高效封堵,形成了“下生中储上盖”式最佳生储盖组合关系,油气富集程度高。已发现大油田均为具有统一压力系统的底水块状油田,且均处于充满状态。未来勘探重点目标是西部隆起带和东部隆起带南段上的坳间断隆型孤立台地及中央坳陷带中的坳中断凸型孤立台地。该项研究成果为在桑托斯被动陆缘盆地超前选区选带、新项目评价及中标区块探区勘探部署提供了重要依据,也为今后在全球被动大陆边缘盆地深水勘探战略选区提供借鉴。

巴西桑托斯盆地盐下拗陷期湖相烃源岩发育条件及其地质意义

目前勘探成果已证实桑托斯盆地盐下断陷期Picarras组(PIC组)-Itapema组(ITP组)泥岩为一套优质的深水湖相烃源岩,但对于拗陷期Barra Velha组(BV组)浅水湖相烃源岩的发育条件与沉积模式一直尚未开展系统研究。为厘清该盆地盐下拗陷期烃源岩发育特征,本文通过古生物学、地球化学等资料对拗陷期BV组沉积时期古地理-古气候背景、古水环境进行恢复,认为拗陷期BV组沉积时期为宽浅咸水湖泊,干旱的气候背景下较易形成盐度分层,从而在湖泊底部形成缺氧环境,利于有机质的保存。在拗陷期BV组沉积时期盆地及周缘火山活动频繁,同时发育了多期海侵,为湖泊水体带来丰富的营养物质,利于藻类勃发。充足的物质基础以及有利的有机质保存条件使其具备优质烃源岩发育条件。通过古生物、古地理与地震相综合分析,建立了桑托斯盆地盐下拗陷期湖相烃源岩发育模式,为巴西桑托斯盆地的油气勘探部署,以及拗陷期浅水盐湖烃源岩发育条件分析提供了新的方向和思路。

巴西桑托斯盆地复杂碳酸盐岩油田火成岩发育特征及预测方法

根据岩心薄片、分析化验、测井和地震等资料,利用地质和地球物理相结合的研究方法,对巴西桑托斯盆地火成岩期次、岩性岩相、地球物理特征、火山机构特征及Eastern油田火成岩发育特征等进行了研究。研究结果表明:①桑托斯盆地发育瓦兰今-欧特里夫期喷发岩、巴列姆-阿普特早期喷发岩、阿普特期喷发岩、坎潘期侵入岩及始新世侵入岩和喷发岩5期岩浆活动,具有陆上喷发和水下喷发2种模式,发育裂隙式和中心式火山机构,可划分为火山通道相、火山颈相、溢流相、碎裂相、次火山岩相、火山沉积相等6种岩相。②按照火山机构“定区”、火山通道“定源”、地震反射特征“定相”、多重属性“定性”、叠前反演“定量”的火成岩预测方法,实现了Eastern油田火成岩的分布预测,侵入岩主要分布于研究区中部,喷发岩主要分布于研究区西北部和东部,经钻井证实,预测结果符合率达95%。③含火成岩的盆地中,其油气成藏与火成岩的形成演化密切相关,火成岩对油气成藏具有建设性和破坏性的双重影响,对油气勘探具有重要意义。

巴西桑托斯盆地下白垩统湖相碳酸盐岩球粒—树枝状组构特征与成因

巴西桑托斯盆地下白垩统Barra Velha组发育形状为球粒状、灌木状、树枝状的湖相碳酸盐结构组分,但对其成因的认识尚未统一。利用岩心、薄片资料,结合地球化学测试结果和区域构造背景,详细分析了Barra Velha组碳酸盐岩的结构组分特征、分类及其成因环境特征。研究表明:Barra Velha组发育十字消光的球粒状组构及波状消光的扇状、灌木状和树枝状组构,垂向上呈泥晶—球粒状—树枝状组构沉积序列;微量元素、碳氧同位素及团簇同位素测试结果支持Barra Velha组球粒状—树枝状组构沉积时,水体具高盐度、高温的特点。结合区域沉积背景,提出深大断裂沟通热液导致湖水升温、表层海水频繁海侵补给盐类物质的桑托斯盆地球粒状—树枝状组构热水沉积模式。该研究成果可以较好地解释球粒状—树枝状组构快速生长的特征,也为该层系碳酸盐岩储层成因和分布规律研究提供了新的依据。

巴西桑托斯盆地深水大油田勘探实践与理论技术进展

分析研究巴西桑托斯盆地油气勘探历程及勘探实践成果,利用地震、重磁、钻井等资料,系统研究总结了巴西桑托斯盆地油气富集规律理论认识和勘探关键技术进展。提出盆地“两隆三坳”构造格局及阿—乌隆起带控藏的认识,认为裂谷期主烃源灶控制油气富集区带、古构造控制湖相碳酸盐岩储集层规模和质量、连续厚层盐岩控制油气聚集与保存,揭示了CO_(2)充注改造油气藏过程和机理。研发了层控、相控盐下构造变速成图、湖相碳酸盐岩储集层预测、侵入岩和喷发岩分布预测、湖相碳酸盐岩烃类检测以及超临界状态CO_(2)流体测井识别等5项勘探关键技术。上述理论认识与技术方法为中国石油巴西深水项目超大型油田的发现和探明提供重要支撑,对桑托斯盆地及相似领域的深水大型油田勘探具有启示意义。

桑托斯盆地L区块早白垩世Aptian期火山喷发旋回特征与Itapema组介壳灰岩沉积

桑托斯盆地裂陷初期岩浆活动与储层发育关系密切。本文以盆地L区块火成岩-介壳灰岩复合体为研究对象,通过对火成岩岩石学、年代学测试及钻井、测井资料分析等,首次明确了桑托斯盆地裂陷初期岩浆活动特征及其对介壳灰岩沉积过程的控制,并指出介壳灰岩储层的分布特征。L区块内火成岩分属晚白垩世Santonian期—Campanian期和早白垩世Aptian两期岩浆活动产物,并以Aptian期为主,至少经历了7次不连续喷发和3次侵入过程,形成了块状玄武岩、杏仁状玄武岩和玻基斑状玄武岩(含再沉积玻基斑状玄武岩)等喷发相火成岩和以辉绿岩(局部属粗玄岩)、煌斑岩形式产出的侵入相火成岩。Aptian期岩浆多期活动重塑了古地貌,形成了局部构造凸起,促成并控制了下白垩统Itapema组至少6期介壳灰岩沉积,最终形成了~620 m厚火成岩-介壳灰岩复合体。介壳灰岩储层呈透镜体形状,以“散点式”不连续分布在Aptian期盆内古隆、古断阶(坡)等区域,横向连续性差,垂向连通性受限,其发育规模和质量受古地貌及水深条件等影响。

巴西桑托斯盆地C区块火成岩发育特征及对油气成藏的影响

桑托斯盆地盐下碳酸盐储层中火成岩分布广泛,以盆地C区块为解剖区,通过对区内火成岩岩石学、年代学以及CO_(2)气体同位素测试分析等,明确了区内火成岩发育特征,剖析了其对油气成藏的影响。C区块至少经历了阿普特期和圣通-坎潘期2期岩浆活动,其中阿普特期岩浆以喷发岩为主,经历了多次喷发,并伴有多次侵入;圣通-坎潘期岩浆规模较小,侵入比较随机。阿普特期岩浆多次喷发改造古地形,形成局部凸起,促成并控制了Itapema组介壳灰岩的沉积发育,形成了巨厚的火山岩-介壳灰岩复合体,不仅造成了局部构造反转和圈闭高点迁移,而且也促成了Barra Velha组优质微生物灰岩的发育。区块北翼属早期古隆,Barra Velha组也发育一定规模微生物灰岩滩体。圣通-坎潘期及之后岩浆活动伴生的CO_(2)大规模侵入,对烃类流体进行萃取和抽提改造,形成含凝析油的CO_(2)气藏。

巴西桑托斯盆地CO_(2)分布规律及控制因素

CO_(2)富集是桑托斯盆地盐下油气成藏的主要地质风险,目前关于CO_(2)形成机制与分布规律缺乏系统研究。基于钻井样品的地球化学分析和地球物理资料的断裂体系刻画,对桑托斯盆地CO_(2)形成与分布的主控因素开展研究探索。研究认为:CO_(2)含量在已发现油气藏中占气体含量的0~96%不等,呈现出西低东高的分布特征,盆地西部油气藏的CO_(2)含量基本小于1%,而盆地东部油气藏的CO_(2)含量一般大于30%,并且出现了CO_(2)气顶和CO_(2)气藏。CO_(2)的碳同位素组成δ^(13)C为-8.64‰~-7.03‰,氦同位素R/Ra值约为5.6~8,推断CO_(2)为无机成因,来源于地幔,基本未受到地壳的污染。幔源CO_(2)释放的地质背景是地幔隆升,盆地东部地壳减薄,构造活动强烈,四组断裂相互切割;主控因素是深大断裂,断裂直接沟通上地壳岩浆房,或者连通地壳上部高渗带,而高渗带连接地壳下部岩浆房或者地幔,引起深部CO_(2)释放,或者产生火山喷发。盐下构造圈闭形成后,裂谷期的断裂重新活化开启了幔源CO_(2)与盐下构造之间的通道,特别是多组断裂交叉位置是CO_(2)的优势运移通道,大量的幔源CO_(2)运移到沉积地层中形成高含CO_(2)的油气藏或者CO_(2)气藏。所建立的桑托斯盆地CO_(2)发育模式有效指导了A区块的成功获取和勘探突破。

巴西桑托斯盆地白垩系Barra Velha组湖相碳酸盐岩沉积特征及成因环境研究

利用岩石薄片、稳定同位素等资料分析了巴西桑托斯盆地白垩系Barra Velha组碳酸盐岩的矿物组成及地球化学特征,探讨了此类湖相碳酸盐岩的沉积成因环境。研究表明,Barra Velha组碳酸盐岩具有灰泥、球状、灌木状特殊结构组分和内碎屑颗粒,形成了泥晶灰岩、球粒灰岩、灌木颗粒灰岩和颗粒灰岩4种岩石类型。结合前人对球粒灰岩和灌木颗粒灰岩提出的微生物、碱湖和钙华等不同观点的证据材料,提出了综合古地形、流体特征的成因环境观点,认为球粒灰岩和灌木颗粒灰岩赋存的流体环境具有高温、高盐度特征,颗粒灰岩形成在浪基面以上的高能环境,泥晶灰岩形成于浪基面以下的低能环境。

巴西桑托斯盆地湖相微生物碳酸盐岩储层内幕刻画及定量表征方法

微生物碳酸盐岩研究是近年来国内外关注的热点,虽然已经取得了一定的成果和认识,但是在储层精细描述方面研究相对薄弱。以巴西桑托斯盆地盐下白垩系湖相微生物碳酸盐岩油田为例,利用露头、岩心、测井、地震等资料综合分析了研究区储层沉积特征、岩性、物性特征及其主控因素,并在此基础上对储集体内幕结构进行分类和描述,初步建立其定量表征方法。结果表明:(1)研究区由3个独立的碳酸盐岩台地沉积组成,可细分为微生物灰岩丘、高能颗粒滩、丘间洼地和台间洼地4个亚相;(2)微生物灰岩、生物碎屑颗粒灰岩、介壳颗粒灰岩、层纹岩等是主要的储层岩石类型;(3)储层物性较好,孔隙度4%~27%,集中在5%~15%,平均12.5%;渗透率为(0.01~3 000)×10^(-3)μm^(2),平均120×10^(-3)μm^(2);(4)储层发育受沉积和成岩双重作用,古构造控制优势储层的发育,准同生期溶蚀作用对储层改造作用加强,周期性暴露溶蚀使生物碎屑颗粒填充至丘间洼地形成高孔高渗条带;(5)研究区储层的内幕结构以微生物灰岩丘群为基础,细分为丘基、丘核、丘翼、丘间和丘间甜点。建立以沉积相和成岩相控制因素为基础的丘群组合模式定量表征方法,在应用中获得了较好的效果。

巴西坎波斯盆地和桑托斯盆地油气分布差异及主控因素

巴西坎波斯盆地和桑托斯盆地均为典型的被动陆缘盆地。随着勘探程度的增加和近年来在桑托斯盆地深水区盐下油气的重大发现,坎波斯盆地和桑托斯盆地之间的构造-沉积演化和油气地质特征的差异性越来越明显。通过对坎波斯盆地和桑托斯盆地区域地质特征和油气成藏条件差异性的比较,总结出两个盆地油气分布特征的截然不同。研究表明,盐窗比较发育的坎波斯盆地中已发现的油气主要富集于盐上浊积砂岩,而连续盐岩发育的桑托斯盆地已发现的油气则主要富集于盐下湖相碳酸盐岩。对于盐下层系,连续分布的盐岩和圣保罗高地的发育控制了盐下层系油气的分布;对于盐上层系,盐相关构造的发育则为油气垂向运移提供了有利通道,从而控制了盐上油气藏的形成与分布。

巴西桑托斯盆地卢拉油田成藏特征及对盐下勘探的启迪

巴西桑托斯盆地卢拉油田(原名图皮油田)盐下地层层序、热史、圈闭演化史等分析表明,卢拉油田的烃源岩为中裂谷层序与上裂谷层序的湖相页岩,储层则以坳陷层序的碳酸盐岩为主;圈闭类型为受尼欧克姆—巴雷姆期裂谷作用形成的地垒所控制的岩性—构造复合圈闭,其形成演化经历了早白垩世尼欧克姆—巴雷姆的裂谷早期、裂谷中期、裂谷晚期、早阿普特的坳陷期、晚阿普特的蒸发岩发育期,以及早白垩世阿尔布以来的油藏圈闭充注期等6个演化阶段;其成藏特征表现为盐下深层晚期中等成熟成藏。认为广泛分布的厚层盐岩(约2000m)及其高热导率的功效极大地延缓了盐下烃源岩的热演化程度,扩展了盐下勘探的深度范围;同时,地垒—地层型油气聚集带成为桑托斯盆地乃至整个巴西东部海上盆地盐下勘探的新领域。

巴西海上坎波斯与桑托斯盆地油气成藏特征对比研究

坎波斯与桑托斯盆地油气资源非常丰富。2个盆地均经历了裂谷、过渡、被动大陆边缘3个构造阶段,发育盐下陆相层序、盐岩层序、盐上海相层序,形成盐下、盐上2套成藏组合。由于盆地构造格架不同,导致盐岩分布、盐下储层发育程度的差异,加之盐上储层分布的不同,造成2个盆地油气分布特征的巨大差异。桑托斯盆地油气主要分布在外部高地带的盐下领域,而坎波斯盆地油气主要富集在中部低凸带的盐上储层中。通过分析2个盆地的构造演化及地层发育特征、成藏条件及主控因素,优选了盐下、盐上成藏组合的有利区,剖析了2个盆地成藏条件的异同,可指导我国石油公司在这2个盆地新项目评价和在执行区块的勘探部署。

南大西洋被动大陆边缘盆地大油气田形成条件与分布规律——以巴西桑托斯盆地为例

南大西洋被动大陆边缘主要经历了前裂谷期、裂谷期、过渡期、漂移期4个演化阶段,发育了4套相应的沉积层序,并形成了巴西(坎普斯、桑托斯及埃斯皮里图桑托盆地等)和西非(尼日尔三角洲、下刚果、加蓬及宽扎盆地等)沿岸一系列被动大陆边缘盆地。近年来,桑托斯盆地深水区发现了Tupi和Jupiter等多个巨型油气田,作为典型的南大西洋被动大陆边缘盆地,其具有代表性的油气地质条件与分布规律可为其他盆地对比和借鉴。桑托斯盆地主力烃源岩为盐下巴雷姆阶—下阿普特阶湖相页岩和盐上赛诺曼阶—马斯特里赫特阶深海相页岩,储层包括盐下裂谷期的湖相碳酸盐岩与盐上浊积砂岩,南大西洋广泛发育的阿普特阶蒸发岩为区域盖层,同时这套蒸发岩对整个盆地的圈闭形成及油气运聚起着控制作用。结合该盆地发育的Guaratiba—Guaratiba/Guaruja/Ilhabela和Itajai-Acu-Ilhabela/Marambaia两个含油气系统与Guaratiba、Guaruja及Ilhabela等5个成藏组合特征,总结了桑托斯盆地大油气田的分布特点与控制因素,对比巴西与西非其他盆地的油气地质条件,分析认为南大西洋深水区盐下裂谷期沉积地层油气资源丰富,勘探潜力巨大,可作为今后油气勘探的重点目标。

桑托斯盆地Jupiter油气田富含CO_2油气藏形成机制

桑托斯盆地Jupiter油气田油气藏中富含CO_2,气层与油层流体成分存在明显差异,油气藏相态及形成机理没有取得共识。采用四参数方框图法、流体组分三角图、φ_1值、Z_1以及Z_2等多参数法对Jupiter油气藏相态进行综合判识,认为Jupiter油气藏为带油环凝析气藏。油气藏中凝析油与原油具有相似的分子地球化学特征,Pr/Ph比值为1.58~1.88,C_(26)三环萜烷/C_(25)三环萜烷比值为1.15~1.22,甾烷以C_(27)甾烷占优势,藿烷/甾烷比值大于4,TPP比值大于0.5,全油碳同位素在-25‰左右。地球化学参数说明二者来源于白垩系Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩。凝析油与原油具有相似的成熟度,均为生烃高峰的产物。烷烃气来自于Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩,为生烃高峰——凝析油前期阶段的产物。CO_2为火山幔源型CO_2,大量CO_2后期注入形成的蒸发分馏作用,对早期形成的油气藏进行改造,形成了现今带油环凝析气藏的面貌。地球化学参数证实了蒸发分馏作用的存在,无机CO_2的注入丰富了蒸发分馏作用理论。

桑托斯盆地盐下J油气田CO_2成因、烷烃气地球化学特征及成藏模式

巴西海上桑托斯盆地盐下J油气田油气藏气顶和油环流体组分存在明显差异,气顶流体中CO2含量为76%~78%,气油比为2 750~4 260 m3/m3,原油密度为32~36°API;而油环流体中CO2含量为56%~60%,气油比为170~211 m3/m3,原油密度为16~23°API。研究表明,该油气田天然气中CO2碳同位素值为-5.35‰^-8.11‰,为无机成因;天然气R/Ra为5.6,表明CO2为火山幔源型。天然气中甲烷碳同位素值为-32.50‰^-35.53‰,乙烷碳同位素值为-29.18‰^-32.23‰,烷烃气成熟度Ro为1.0%~1.2%。该油气田为混合油气藏,原油、烷烃气来自上Barremian—下Aptian阶湖相烃源岩,成熟度未达到凝析油气阶段;CO2主要来自深部幔源无机气。CO2后期注入形成的蒸发分馏作用改造了原始油气藏,形成了现今大气顶薄油环油气藏,NE—NNE向深大断裂为深部无机气提供了运移通道。

巴西桑托斯盆地含油气系统划分与评价

巴西桑托斯盆地深水区白垩系—新生界的油气绝大部分分布于圣保罗高地,其次分布于盆地陆坡坳陷区。盆地的下白垩统区域性蒸发岩盖层为盐下油气藏的形成提供了保证。根据盆地的构造格局以及烃源岩、储集层和油气分布的特征,划分出两个含油气系统:下白垩统含油气系统和上白垩统含油气系统,下白垩统含油气系统还可划分为盐下和盐上两个成藏组合。划定了含油气系统在盆地中的分布范围。认为圣保罗高地下白垩统盐下Guaratiba群湖相碳酸盐岩层系最有勘探潜力,盆地北部和中部的上白垩统土伦阶Ilhabela段浊积岩和新生界Marambaia组内浊积岩储层具有较大的勘探潜力,西南部下白垩统盐上Guaruja组海相碳酸盐岩储层亦有一定的勘探潜力。

巴西坎普斯—桑托斯盆地油气差异富集规律

据IHS全球能源数据库(2010)统计,坎普斯—桑托斯盆地贡献了巴西83%的油气储量和62%的油气产量。坎普斯—桑托斯盆地位于巴西东南部沿海,属于中生界裂谷盆地基础上叠合形成的大西洋型被动大陆边缘盆地。两盆地地理位置相邻,具有相似的构造演化历史和油气地质条件,但油气富集规律呈明显的差异。其中,坎普斯盆地油气主要富集于上白垩—中新统浊积砂岩储层,以重油为主;桑托斯盆地油气主要富集于下白垩统碳酸盐岩储层,以中质油、轻质油和天然气为主。通过对盆地基底结构、油气田分布、流体性质、成藏要素和成藏组合差异分析,认为盐岩是区域油气出现差异富集的主要原因,基底结构和漂移期沉积地层发育则控制了盆地盐岩形变和分布。

巴西桑托斯盆地湖相微生物碳酸盐岩层序沉积特征及控制因素

基于地震、测井、岩心、铸体薄片、碳氧稳定同位素组成等资料,对巴西桑托斯盆地H油田下白垩统Barra Velha组层序沉积充填特征开展研究,建立高频层序地层格架,预测礁滩体的空间分布并探讨其控制因素。Barra Velha组沉积期,整体为孤立台地—斜坡的沉积格局,裂谷期—拗陷期的气候变化致使Barra Velha组下部三级层序SQ1(BVE300段)和上部三级层序SQ2(BVE100段—BVE200段)沉积表现出由深水低能到浅水高能的演化特征。裂谷期伸展断裂和走滑断裂活动以及拗陷期台缘—台内沉积分异作用使得这两个时期的沉积古地貌均展现出“三脊两洼”的形态特征。礁滩体主要发育于SQ2-LHST时期,湖平面周期性震荡约束礁滩体发育在台地相区SQ2-LHST各高频层序地层单元的顶部。走滑断裂活动通过改变沉积古地貌的方式控制礁滩体在平面上的展布。正花状走滑断裂导致浅水台地边缘及内部形成局部高地并成为沉积高能带,为礁滩体发育创造了条件。

深水盐下湖相碳酸盐岩缝洞地震预测——以巴西桑托斯盆地F油田为例

桑托斯盆地F油田位于巴西深水区域的盐岩之下,具有埋藏深、岩性多样、非均质性强的特点。与常规的以孔隙型为主的储层和中国西部“串珠状”的大型溶洞储层不同,研究区碳酸盐岩为深水盐下湖相碳酸盐岩,其溶蚀孔洞孔径小、裂缝类型多,导致地震响应特征极其不明显,常规缝洞预测方法不适用。另外,受上覆巨厚盐岩层的影响,缝洞发育储层段的地震资料分辨率低,增加了利用叠后地震方法预测其分布规律的难度。因此,针对研究区缝洞发育特点,采取井震相结合的思路,以消除泥岩及火成岩岩性干扰为前提,首先进行地震资料优化处理,然后充分利用岩心、FMI测井等资料以及生产漏失等信息,综合分析地震异常可能表达的地质信息,探索了一套适用于深水盐下多种岩性发育背景的小尺度湖相碳酸盐岩缝洞储层地震预测方法。该方法明确了裂缝与孔洞的敏感地震属性,通过联合构造应力场进行裂缝预测,结合波阻抗、孔隙度及CGR等地震反演结果,开展溶蚀孔洞预测,取得了良好的预测效果,对湖相碳酸盐岩缝洞储层预测研究有借鉴意义。